基于DEA的工业循环经济效率评价
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作者: 彭瑜
［摘 要］本文应用DEA，Malmquist指数与CCR模型对2004-2009年浙江、江苏、山东、广东四省的工业循环经济效率的情况进行了分析。发现四省工业循环经济整体技术与规模效率水平都比较高，同时也存在差异，不同省份的工业循环经济技术与规模效率有所不同， 没有全部达到有效水平。
［关键词］数据包络分析 技术效率 规模效率
一、引言
一直以来我国东部沿海地区经济都领先于全国经济的发展，其中浙江、江苏、山东、广东四省经济规模较大，经济发展既有相似也存在一定的差别，是全国经济增长最快、活力最强的省份，对东部地区经济发展情况具有一定的代表性。目前，工业仍是经济增长的主要推动力量之一，也是资源消耗最高的产业，对四省近年来的工业循环经济效率变化情况进行科学的评价，对实施工业可持续发展战略具有极其重要的意义，对提高中西部地区以及全国工业循环经济的效率也有借鉴意义。本文试图运用DEA-Malmquist指数法以及CCR模型分析2004-2009年四个省份的规模以上工业企业效率的变化情况，以明确评价期间的效率水平，进而提出改进措施，促进其工业经济更合理的发展。
二、DEA方法与模型选择
数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA）方法是运筹学家Charles 和Cooper和Rhodes在“相对效率评价”概念的基础上发展起来的评价方法，它保持决策单元（Decision Making Unit，DMU）输入或输出不变，利用有效样本数据，凭借数学规划与统计数据确定相对有效的生产前沿面，把各个决策单元投影到DEA的生产前沿面上，再通过比较决策单元对DEA前沿面的偏离程度来评价其相对有效性。包含规模报酬不变(DEA-CRS)模型、规模报酬可变(DEA-VRS)模型与Malmquist指数模型。它不需要对变量之间的关系做显式表达，也不直接综合数据，所以决策单元的最优效率指标和投入指标值及产出指标值的量纲选取无关，剔除了很多主观因素的影响，评价更为客观，能根据评价结果计算出调整目标，为非有效决策单元向有效决策单元改变提供改进方向。已在许多领域得到了广泛应用。Malmquist指数由瑞典统计学家和经济学家Malmquist在1953年提出，Caves(1982)用几何平均值当做衡量t时期到t+l期的生产率变化的Malmquist指数，指数>1时，说明从t期到t+1期全要素生产率是增长的。根据Malmquist指数法，全要素生产率指数(TFP)被分解为技术效率变动(EFFECH)和技术变动(TECH)。分离出规模效率，技术效率变动指数再分为纯技术效率变动指数（PECH）和规模效率变动指数(SECH)。TFP反应整体生产率变化，若大于1表示从t到t+1期整体的生产率在提高，反之下降；等于1则生产率不变。PECH反映的是技术与规模不变时，两个时期相对生产效率的变化，衡量决策单元的生产是否更靠近当期生产前沿面，即“水平效应”或“追赶效应”。它大于1说明在没有技术创新与规模变动前提下，决策单元后一期的生产更接近生产前沿面，相对效率在提高。SEC反映决策单元在前后两个时期规模收益状态的变化情况，称为“规模效应”。如果SEC大于1,说明规模收益递增。TECH反映不同时期生产前沿面的移动，衡量决策单元后一期的生产是否有技术进步，被称为“增长效应”。若TC大于1, 说明技术进步，生产前沿面向上移动。本文将用此方法对四省近几年的工业循环经济效率变化情况进行度量和评价。
三、指标体系的建立
构建一个合理的循环经济指标体系，我们要遵循（1）体现循环经济发展目标、内涵、特征和原则；（2）突出资源、环境指标；（3）系统性与层次性相结合；（4）区域性与动态性相结合；（5）可比性与数据可得性原则；（6）定量指标与定性指标相结合的原则。本文指标体系的选取参照参考文献[6]的相关理论，并按照国内学者汪伟林等对循环经济指标的选择方法，结合浙江、江苏、广东、山东工业的实际情况,避免比率性、相关性高的指标，从包括资源消耗和产出、资源综合利用、废物排放、资金投入和经济社会发展几方面[7]，设置了如下11项输入输出指标，投入指标：万元工业增加值综合能耗(X1，单位：吨标煤)，固定资产投资占工业产值比重(X2，单位：%)，工业污染治理投资占工业产值的比重(X3，单位：万分位)，工业劳动力数量（X4，单位：万人）。产出指标：工人人均工业产值（Y1，单位：元），工业废水处理达标率（Y2，单位：%）、工业二氧化硫去除率（Y3，单位：%）、工业烟尘去除率（Y4，单位：%）、工业粉尘去除率（Y5，单位：%）、工业固体废物综合利用率（Y6，单位：%），工业“三废”综合利用产品产值占工业总产值比重(Y7，单位：万分位）
四、实证分析
本文收集了浙江、江苏、广东、山东四省工业循环经济从2004年到2009年的各项指标数据，计算所用数据主要来源于各年的《中国统计年鉴》、《浙江统计年鉴》、《江苏统计年鉴》、《山东统计年鉴》。将第三部分所述11项输入输出指标值代入DEA模型,经DEAP-xp1软件对选定的投入和产出指标进行Malmquist指数分析，得到EFFCH、TEC、PEC、SEC、TFP指数值，选取tfp,pech,sec,tech的变化情况作为评价依据，结果见表一、表二。
由表一可以看出，2004-2005年期间TECH值小于1, 没体现技术进步，增长效应不明显。从2005年以后的4个时间区内，TECH值都大于1,体现了技术进步，但指标值变化越来越小，“增长效应”越来越不明显。PECH值在5个时间段内都等于1，说明在没有技术进步与规模变动的情况下，这几年的生产相对效率没有提高，不存在“追赶效应”。2004-2005, 2006-2007时期的SEC值大于1,但是大于1的幅度较小，说明这两个时期存在规模收益递增，但并不明显，而2005-2006时期的SEC值小于1,存在不明显的规模收益递减情况。
为了了解各省工业循环经济的现状及其影响因素，我们采用C2R模型对4个省6年规模以上工业企业相关数据进行分析，结果如表三所示。
从表三可以看到，浙江省2004-2009各年均为规模报酬不变；山东省2004-2007年均为规模报酬递减，2008和2009年规模报酬不变；江苏省2006年和2008年规模报酬递减，2004、2005、2007、2009年规模报酬不变；广东省2005、2006年规模报酬递增，2004、2007-2009年规模报酬不变。这表明在2004-2009年间上述四个省份的工业循环经济的产出效率基本出于规模报酬不变的阶段，由DEA结果可以看到各省的工业循环经济规模和技术水平均较高。
通过CCR模型分解（表格数据在此省略），我们可以具体分析下各个省份工业循环经济的投入要素与产出要素的有效情况，经计算分析，我们得出2004-2009年间：
1.浙江和江苏省工业循环经济投入产出的效率都为有效，各项资源投入量基本合理，产出情况良好，资源得到合理的配置。
2.山东省2004年和2007年存在不同程度的资源闲置与产出不足情况。这两年山东每万元工业增加值综合能耗分别浪费0.706、0.214吨标煤；2004年固定资产投资相对工业产值过多超过有效值2.683个百分比；04年工业污染治理投资占工业产值比重超过合理比重6.668万分位，07年超过2.374万分位。而产出方面，04年工人人均产值与有效值相差58371元；04年和07年全省的工业废气处理情况没有达到有效值，04年工业二氧化硫、工业烟尘、工业粉尘的去除率与有效值的差值分别为4.235%、10.915%、0.003%，07年分别为0.025%、4.495%、0.13%。
3.广东省2005、2006年工业循环经济各指标普遍存在产出不足的情况，投入要素上除05年工业污染治理投资占工业产值比重超过有效值3.505万分位外，其他都处在合理水平；05年和06年工人人均工业产值与有效值的差值分别为57504、1909元；这两年工业三废处理达标率均没有达到有效值，05年除工业二氧化硫去除率达到有效值外，工业废水、烟尘、粉尘实际处理达标率与有效值的差值分别为3.805%、21.56%、1.35%，06年分别为1.263%、0.143%、0.518%，工业二氧化硫去除率与有效值的差值为1.741%；05、06年工业固体废弃物与“三废”综合利用率均有待提高，05、06年工业固体废物实际利用率与有效值的差值分别为9.602%、7.319%，“三废”实际综合利用率与有效值的差值分别为12.287、1.665个万分位。
五、结论
本文采用DEA方法，对2004-2009年我国沿海浙江、山东、江苏、广东四个省份工业循环经济的效率进行了比较和分析，并在此基础上对其投入产出各个指标的情况进一步进行分析。通过对各时期的Malmquist指数分析，发现技术进步与规模是工业循环经济效率变化的影响因素，追赶效应不明显。在CCR模型的对比分析中我们发现四省的工业循环经济效率都比较高，浙江、江苏6年内每年投入产出均达到有效水平，山东省04年、07年投入要素部分闲置，产出也不足，循环经济效率有提高的空间，广东省05年、06年存在产出不足的情况，循环经济效率未能达到最优水平。影响山东有些年份工业循环经济效率未能达到最优的因素主要是能源、固定资产投资、工业污染治理投资没能完全有效利用，而广东主要是受规模较小限制。08、09年国家从技术创新、资源配置、制度等各方面加强对工业循环经济发展的投入与激励，各省根据自身的特点调整本省工业发展方式，不断优化产业结构，从而四个省份的工业循环经济效率均达到有效水平。对于东部其他省份以及广大中西部地区，也应结合自身的资源环境等优势，鼓励技术进步，提高资源配置效率，优化产业结构，加快制度建设，引进竞争机制，调整行业规模，实现经济增长方式向集约化转变，以提高工业循环经济的效率最终促进全国工业以及整个国民经济可持续发展。
参考文献：
[1]Caves D.W., Christensen L.R., Diewert W.E.The Economic Theory of Index Numbers and the Measurement of Input, Output, and Productivity [J].Econometrica,1982(6).
[2]Fare R, Gross Kopf S, Norris M. Productivity Growth, Technical
Progress and Efficiency Changes in Industrialized Countries[J].
American Economic Review,1994(84).
[3]Charles A, Cooper W, Rhodes E. Measuring the efficiency of decision-making units[J].European Journal of Operational Research, 1978, 2(4): 429- 444.
[4]魏权龄.数据包络分析[M].北京：科学出版社，2004.
[5]黄贤金.循环经济:产业模式与政策体系[M].南京大学出版社，2004.
[6]薛婕，周景博，罗宏，赵娟，路超君.基于DEA的产业园区循环经济效率评价[J].环境科学与管理，2009(12).
[7]汪伟林，张勇，王欢.基于动态DEA的循环经济发展效率评价研究[J].西南科技大学学报，2008(6).
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